1、改善了静态输出功率和功率品质。但此类方法所有仿真均建立在状态反馈基础上，从实现的观点看是不实用的，需要用输出反馈风力发电机的设计及风力发电系统的研究重新评价。应用最优和传统控制器在风能转换系统中，重点是为阶传动链模式提供阻尼，控制中使用了桨距控制环和发电机励磁电压控制环传统控制器包括个电功率的环及个轴速度的环，发电机使用传统的。以端电压和电功率的最小偏差和积分为目标得到最优控制方案，在保持重要状态的同时，将状态反馈设计转化为输出状态反馈，仿真剧烈阵风和电气故障时的响应。此类方案可获得更平稳的桨距调整过程，在硬件兼容的基础上，传统方案也是可行的。在控制系统设计研究及性能分析中使用了三种风的模型，但是否考虑测量噪声仍不明确，每方案所引起的结构负载问题也没有提到。最优控制定桨矩风力发电机组中的应用设计变速风能转换系统控制器时，必须考虑湍流引起的非线性动态系统共振问题，尤其对于轻质柔性结构系统。这类系统虽然能降低成本，但同时也导致系统固有频率数值较低，可能会出现在闭环运行的频带中应用系统辨识法描述变速定桨距异步风能系统的模型，比较六种不同的线性与非线性控制方案，进行大范围的频域和时域分析，可获得较为满意的结果。该模型可用于设计和评价风机速度调节的各类线性非线性控制方案。将控制应用于可变桨距恒速水平轴风能转换系统中，调节桨距保证输出功率维持在额定值附近该控制器仅在额定风速以上起作用，且无开关暂态通过实际风机模型的非线性模拟，测试并验证了阵风情况下控制系统的性能。风电系统不但要求最大风能捕获，还要求有平稳的力矩传递动态，而最佳叶尖速比跟踪必须根据风速调节风机转速，导致在力矩传动链中产生大的力矩振荡采用类方法，用二次型性能指标函数来优化对风能捕获和传动链负载限制要求，与线性。
2、电机工作在弱磁风状态下。考虑到磁路的饱和问题，给出相应电流控制方法，导出最优铁损耗的状态方程，仿真表明此方法可使低风速时风能捕获效率提高。而对于具有滑差功率回馈的兆瓦级双馈感应风力发电系统，转差率控制能够获得适合风力发电要求的运行速度范围。转子回路中接有两个背靠背的变频器，目的是通过最小化电气损耗获得系统全局最大效率，实现最大风能捕获的最佳速度跟踪，电机功率因数可在之间任意调节。对于独立运行的风力发电系统，可采用类可调阻抗滤波器方法，在线调节三相可控硅的触发角，稳定母线电压并保证风能系统在阵风及负载变化时获得最大风能利用。控制风力机桨距角实现最大风能捕获控制在台可变桨距可偏航可控负载的小型试验风机中应用两个最优控制器个在额定风速以下时起作用，调节风机获得最大风能另个在额定风速以上时控制功率或转矩恒定。仿真结果表明可获得较好的功率品质，但由于在各个运行点进行线性化处理时略去了高次项，导致过分严格的性能指标要求，使控制器之间的切换过于频繁，桨叶应力较大，疲劳负载也较严重，这类现象需引起足够的重视。针对非最佳叶尖速比时的两种模态采用不同控制策略，设计出不依赖于具体风电系风力发电机的设计及风力发电系统的研究统特性的最大风能捕获控制器，可用于多种类型的风能系统。而为实现阵风和电力系统大扰动情况下的输出功率和电压的快速平稳跟踪，可以采用静态补偿器调节异步发电机输出电压和采用变浆距机构调节机械输入功率的方法结合极大值控制和自适应控制理论，采用改进的方法进行风轮桨距角控制设计，也可获得最大输出功率跟踪，且可获得全局最优化。对于永磁电机风电系统，以桨距角和叶尖速比为自变量，采用适于非线性寻优的单纯形加速法给定不同风速下的最佳风轮转速，控制反馈到电网的电流来控制直流侧电压，调节电。
3、行转换。变速恒频风力发电系统运行控制的总体方案变速恒频风力发电追踪和最大风系统运行控制的总体方案是额定风速以下风力机按优化桨矩角定浆距运行，由发电机控制子系统来控制转速，调节风力机叶尖速比，从而实现最佳功率曲线的能量的捕获在额定风速以上风力机变桨距运行，由风力机控制系统通过调节节距角来改变风能系数，从而控制风电机组的转速和功率，防止风电机组超出转速极限和功率极限运行而可能造成的事故。因此，额定风速以下运行是变速恒频发电运行的主要工作方式，也是经济高效的运行方式，这种情况下变速恒频风力发电系统的控制目标就是追踪与捕获最大风能。为此，必须研究风电系统最大风能捕获运行的控制机理和控制方法。风力机最佳运行原理台风轮半径为的风力机，在风速下运行时，它所产生的机械功率式中空气密度，风力机的输出功率系数般，最大可达风力机的扫掠面积，风速，从式可以看出在定的风速下，值越大，风能转化为机械能的效率就越高。而风能利用系数叶尖速比关系的叶尖速比可表示为式中风力机的机械转速叶片半径迎面风速由上可知，在为个特定值时对应个最大的，但是恒速恒频风力发电机几乎不变，而风速是不断变化的，所以恒速恒频风力发电机总是工作于低效状态。如果当风速变化的时候，通过适当地调节发电机转子转速，使得为个特定值不变，从而能保持最大的，即能最大限度的利用风能。这就是变速恒频技术的优势所在。风力发电机组控制目标通常有很多项，控制方法多种多样，但目前亟待解决的两个核心问题是风能的最大捕获以提高风能转换效率以及改善电能质量问题为实现最大风风力发电机的设计及风力发电系统的研究能捕获，风力机有三种典型的运行状态低风速段实行变速运行，可保持个恒定的风能利用系数值，根据风速变化控制风力机转速，使叶尖速。
4、机转速，实现最大风能捕获。在整个风速范围内，电机转速由自寻优控制外环和具有饱和特性的速度内环控制桨距角由具有饱和特性的功率控制环控制，在逆变器额定功率以下保持最大，额定功率以上靠调节器保持输出电压的稳定和输出最大电流。试验结果证明了控制策略的可行性。传统的风力机组控制通常具有多环结构形式，通过动态补偿器反馈电压误差及转速以获得电压调节，通过电功率误差的反馈桨距控制及转速反馈获得功率凋节，两类控制有大致相同的带宽。在获取希望的控制性能时，环与环之间的相互作用会产生很多困难。为解决这些问题，采用类积分型输出反馈调节器联动控制桨距角和励磁电压，次最优调节风力机组的输出功率和端电压。风力发电机组运行稳定性控制偏航控制抑制塔身扭矩和震颤通过偏航机构的连续控制，可有效降低结构性动态负载振荡。基于柔性结构风机模型的分析，研究偏航控制对塔身弯曲尤其侧向弯曲的影响，类似于装置有弹簧和阻尼器的悬挂系统或控制器，以偏航角及偏航速度为控制变量的周期性时变偏航控制器能够获得同样的侧向阻尼，可有效降低塔身扭矩，但控制代价却仅相当于控制器的以内。控制方法不同，塔头在不同方向上的运动模式也不同。现代风机研究和制造的个重要目标就是降低单位发电成本，有效的功率控制不仅可以增加风能捕获，而且可以降低结构性成本及稳定边界，使风机趋于轻质化和更加柔性化。最常见的两种功率控制方法是桨距调节和发电机的电磁制动转矩控制。偏航控制中运用最优控制理论，可降低风能转换系统中结构性动态负载。抑制塔身侧弯及桨叶的震颤。桨矩控制抑制塔身扭矩和传动链应力为减小转子应力桨叶和塔身的颤震功率振荡改善阵风响应，运用最优控制理论设计个全状态周期性的桨距控制器，系统状态方程是轴转子角的周期性函数。通过模拟结构性负载，应力确实减少，。
5、计转化为从黎卡提方程中解出阵从而得到最优控制的问题。对二次性能指标，如何选择权矩阵是项较困难的工作，如选择不同的，那么其最优控制则是针对由该所确定的性能指标而言的。因此，如何恰当地选择权阵是线性最优控制设计中需注意的问题。在最优控制中，性能指标的选取直接表明了设计者的控制目的若选时间，则为时间最优若选状态，则为状态最优若选择控制，则为能量最优若选择谐波损耗，则为谐波损耗最优控制。风力发电系统所应用的控制方法中，以传统的控制最多，也最为常见，其次就是最优控制。风力发电机的设计及风力发电系统的研究最大风能捕获控制控制发电机转距实现最大风能捕获控制为实现最大风能捕获控制，简称，风力发电系统必须实行变速运行，使系统能够在不同风速下都能获得个最佳叶尖速比变速方法分为两大类为主动变速，即通过改变风轮的桨距角，改变风电系统的总的输入气动转矩另为被动变速，即根据测量风速，调节与发电机部分相联的逆变器的导通角，调节发电机的电磁转矩。相对恒速风力发电机组，变速风力机虽然可以增加风能捕获功率，但通常需要个等容量的功率变换器相匹配，大大增加机组的制造成本。从目前的国内外研究来看，双馈或无刷双馈发电机是个较为理想的选择这类电机不仅可使功率变换器的容量降低为机组额定容量的，而且对个固定的功率或速度运行点，可调节电机上功率绕组和控制绕组间的功率流向，降低损耗。基于的风速估计器及最大效率点跟踪的研究模型，设计最优控制器，可以优化无刷双馈变速风力发电系统的输出功率。异步发电机磁场定向控制，可实现电机的有功与无功功率的解耦转矩与功率因数的解耦，使电机功率因数可调。将最优控制应用于定子磁场定向高效全控型双馈风力发电机中，电机定转子边各有套全控型功率变换器，控制定转子的电压及频率，使。
6、电机输出的电功率保持恒压恒频，有较高的电能品质质量。在变速恒频风力发电控制系统中，需要种功率转换装置将发电机发出的电能控制为恒频。其主要组成环节及作用如下发电机把风力机输出的机械能转变为电能。发电机侧变流器由自关断器件如等构成的变流器，采用定的控制方法将发电机发出的变频的交流转换为直流。直流环节般直流环节的电压控制为恒定。网侧变流器由自关断器件构成的变流器，采用种控制方法使直流电转变为三相正弦波交流电如的三相交流电，并能有效的补偿电网功率因数。变压器通过变压器以及些开关设备和保护设备，把电能变为高压交流电如或等。其中可称为变频器，其能量流向在些控制方案中是双向的，上述变频器为交直交变频器，也有采用交交变频器的。另外，在有的方案中发电机的全部功率通风力发电机的设计及风力发电系统的研究过变频器进行转换，而有的方案只有部分功率通过变频器进行转换。变速恒频风力发电系统运行控制的总体方案变速恒频风力发电追踪和最大风系统运行控制的总体方案是额定风速以下风力机按优化桨矩角定浆距运行，由发电机控制子系统来控制转速，调节风力机叶尖速比，从而实现最佳功率曲线的能量的捕获在额定风速以上风力机变桨距运行，由风力机控制系统通过调节节距角来改变风能系数，从而控制风电机组的转速和功率，防止风电机组超出转速极限和功率极限运行而可能造成的事故。因此，额定风速以下运行是变速恒频发电运行的主要工作方式，也是经济高效的运行方式，这种情况下变速恒频风力发电系统的控制目标就是追踪与捕获最大风能。为此，必须研究风电系统最大风能捕获运行的控制机理和控制方法。风力机最佳运行原理台风轮半径为的风力机，在风速下运行时，它所产生的机械功率式中空气密度，风力机的输出功率系数般，最大可达风力机的扫掠面积，风速。
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风力发电机的设计及风力发电系统的研究